PERENCANAAN PENGENDALIAN BANJIR KALI KEMUNING, SAMPANG BAB I PENDAHULUAN

Transkripsi

1 2 PERENCANAAN PENGENDALIAN BANJIR KALI KEMUNING, SAMPANG Nama Mahasiswa : Agung Tri Cahyono NRP : Jurusan : Teknik Sipil, FTSP-ITS Dosen Pembimbing : Ir. Bambang Sarwono, M.Sc Abstrak Banjir adalah sebuah keadaan dimana daerah yang biasanya tidak tergenang oleh air menjadi tergenang. Dan keadaan seperti sangat merugikan baik secara moriil maupun material seperti terhambatnya jalur transportasi yang berimbas pada laju roda perekonomian suatu daerah. Di kota Sampang, banjir terjadi menyebabkan genangan terjadi di beberapa titik. Hal ini terjadi karena Kali Kemuning tidak mampu lagi bekerja sebagaimana mestinya untuk menampung debit banjir. Pendapat ini diambil setelah dilakukan beberapa perhitungan. Hal yang pada awalnya dilakukan adalah mengukur curah hujan yang terjadi di kota Sampang kemudian dari hasil pengukuran curah hujan itu didapatkan debit banjir rencana. Debit banjir ini akan dibandingkan dengan kemampuan Kali Kemuning sehingga akan didapatkan ruas-ruas yang tidak mampu menampung debit banjir. Ada beberapa penyebab terjadinya banjir dan salah satunya adalah penampang sungai eksisting yang terlalu kecil. Selain itu, langkah yang dapat diambil juga adalah sudetan dan cek sistem drainase. Dari studi dan perhitungan yang telah dilakukan, pemecahan masalah ini adalah mengadakan normalisasi pada kali Kemuning,sudetan dan cek sistem drainase daerah genangan. Kata kunci : Banjir, Kali Kemuning BAB I PENDAHULUAN I.1 LATAR BELAKANG Lokasi daerah aliran Kali Kemuning secara administratif terletak di daerah Kabupaten Sampang, Madura Propinsi Dati I Jawa Timur dan terletak antara Lintang selatan dan Bujur timur. DAS Kali Kemuning mempunyai luas km 2 dengann elevasi bagian hulu + 200m dan elevasi bagian hilir + 4m dari permukaan air laut dan bermuara di Selat Madura. Setiap tahun kabupaten Sampang umumnya mengalami banjir terutama di perkotaan akibat luapan Kali Kemuning. Seperti sungai-sungai di dataran rendah dimana dasar sungai mengalami pendangkalan, selalu menimbulkan banjir dan genangan air di musim penghujan. Genangan ini bertambah luas bila datangnya banjir bersamaan dengan pasangnya laut. Dan menurut warga setempat, banjir terjadi juga karena elevasi kota Sampang yang relatif rendah dan berbentuk cekungan sehingga memudahkan terjadinya genangan banjir. Ada alasan lain yang juga dikemukakan oleh warga setempat selain alasan yang telah tersebut diatas yaitu banjir terjadi karena merupakan debit kiriman dari bagian hulu Kali Kemuning. Banjir didefinisikan sebagai debit air sungai yang relatif lebih besar daripada biasanya dan menyebabkan limpahan air sungai yang mengisi dan menggenangi daerah-daerah rendah. Seperti kebanyakan kejadian banjir yang terjadi menimbulkan banyak sekali kerugian baik mental maupun material. Pada kasus banjir Kali Kemuning mengakibatkan terhambatnya atau bahkan terputusnya transportasi Bangkalan Pamekasan selama banjir terjadi, timbulnya genangan yang cukup luas meliputi beberapa daerah di Kabupaten Sampang dengan kedalaman 0,4m sampai 2m dan kerugian material yang mencapai jutaan rupiah. Namun kerugian yang paling besar adalah terhentinya aktifitas masyarakat yang secara tidak langsung berpengaruh pada roda perekonomian yang terhenti. Dan studi yang telah dilakukan berkaitan dengan permasalahan ini, Dinas PU Pengairan yang diwakili oleh koordinator wilayah pengairan X Pamekasan merencanakan sebuah proyek berupa Flood Control and Drainage Project yang dimaksudkan untuk : 1. Pengendalian banjir Kali Kemuning 2. Pengembangan potensi areal irigasi Kali Kemuning 3. Sistem drainase kota Sampang Banyak alternatif yang dapat dilakukan untuk mengatasi atau setidaknya mengurangi kerugian yang ditimbulkan akibat banjir yang terjadi di Kota Sampang. Beberapa contoh yang mungkin dapat dilakukan adalah Normalisasi Kali Kemuning dan

2 3 pembuatan sudetan pada aliran alur Kali Kemuning. Normalisasi Kali Kemuning merupakan salah satu langkah yang dapat dilakukan untuk menanggulangi banjir di Kota Sampang. Maksud dari normalisasi sungai adalah menyediakan alur sungai yang kapasitasnya cukup untuk menyalurkan banjir. Sedangkan sudetan adalah langkah yang dilakukan untuk menanggulangi banjir dengan membuat alur lain selain alur alam yang sudah ada. Hal ini dimaksudkan untuk membagi debit yang terjadi sehingga debit yang terjadi dapat ditampung oleh kapasitas alur sudetan dan kapasitas alur yang sudah ada sebelumnya. Dengan alasan yang telah dikemukakan diatas, penulis mengambil judul Perencanaan Pengendalian Banjir Kali Kemuning Kota Sampang. Perencanaan pengendalian banjir Kota Sampang khususnya normalisasi Kali Kemuning yang diambil ini merupakan pekerjaan normalisasi yang ditangani oleh Dinas PU Pengairan Kota Sampang dan merupakan agenda program kerja pemerintah daerah Kabupaten Sampang. I.2 PERMASALAHAN Dengan penjelasan latar belakang masalah diatas, maka dalam penulisan proposal Tugas Akhir ini terdapat permasalahan sebagai berikut : 1. Berapakah kapasitas tampung Kali Kemuning? 2. Apakah debit rencana mampu ditampung oleh Kali Kemuning? 3. Alternatif apakah yang paling sesuai dalam pengendalian banjir kota Sampang? 4. Bagaimana kinerja dari masing-masing langkah yang telah diambil? I.3 MAKSUD DAN TUJUAN Adapun maksud dan tujuan dari penyusunan proposal Tugas Akhir ini adalah : 1. Mengetahui kapasitas tampung Kali Kemuning 2. Mengetahui kemampuan alur Kali Kemuning terhadap debit rencana ( Q rencana ) 3. Mengetahui alternatif yang paling cocok untuk mengatasi banjir di Kota Sampang. 4. Mengetahui kinerja dari masing-masing alternatif yang diambil dalam mengatasi banjir yang terjadi di Kota Sampang. I.4 BATASAN MASALAH Adapun batasan-batasan masalah dalam pengerjaan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Data aspek sosial dan biaya dalam pelaksanaan langkah pengendalian banjir Kali Kemuning tidak menjadi pembahasan. 2. Batas pengukuran yang digunakan dalam Tugas Akhir adalah + 8,5 km dari hilir Kali Kemuning (selat Madura). 3. Menggunakan satu debit banjir rencana (Q rencana ) yaitu debit banjir dengan periode ulang 25 tahun (Q 25 ). 4. Asumsi dan anggapan yang digunakan dalam pengerjaan berdasarkan program bantu Hec- Ras I.5 MANFAAT Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari penyusunan Tugas Akhir ini antara lain mengetahui cara yang paling effektif dan dapat diterapkan guna mengendalikan banjir yang terjadi di kota Sampang dan dapat dijadikan masukan bagi Dinas PU Pengairan Kota Sampang. Selain itu, diharapkan juga penelitian ini dapat menambah wawasan penulis. I.6 LOKASI Berikut adalah Peta Situasi Kali Kemuning dan daerah genangan banjir yang terjadi di Kota Sampang. Gambar 1.1. Peta Situasi Kali Kemuning dan daerah genangan banjir yang terjadi di Kota Sampang BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Analisa Hidrologi Analisa Hujan Rata-Rata Maksimum Curah hujan yang diperlukan untuk rancangan pengendalian banjir adalah curah hujan rata-rata di seluruh daerah yang bersangkutan dan bukan hanya di satu titik tertentu saja. Dan untuk perhitungan curah

3 4 hujan rata-rata maksimum dari beberapa stasiun dapat dipakai Cara Thiessen Polygon Cara Thiessen Polygon Perhitungan hujan rata-rata dengan metode Thiessen Polygon ini menggunakan faktor pengaruh daerah yang meruapakan perbandingan antara luas yang diwakili oleh luasan satu stasiun penakar dengan luas DAS keseluruhan yang merupakan faktor pembobot atau disebut juga sebagai koeffisien Thiessen. Dan berikut adalah cara yang digunakan untuk memperoleh poligon-poligon tersebut : 1. Hubungkan masing-masing stasiun dengan garis lurus sehingga terbentuk beberapa segitiga. 2. Buat sumbu-sumbu tegak lurus pada polygon segitiga tersebut sehingga titik potong sumbu akan membentuk polygon baru. 3. Poligon baru inilah merupakan batas daerah pengaruh masing-masing stasiun penakar hujan dan selebihnyaakan dipakai untuk menentukan Hujan rata-rata daerah aliran dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : ( 2.1 ) atau.. ( 2.2 ) dimana : R = Curah hujan rata-rata ( mm ) Ai = Luas daerah pengaruh stasiun i A = Luas daerah aliran Ri = Tinggi hujan pada stasiun i Dan pada pengerjaan Tugas Akhir ini digunakan 5 stasiun hujan yaitu stasiun hujan Karang Penang, stasiun hujan Omben, stasiun hujan Kedundung, stasiun hujan Torjun, dan stasiun hujan Sampang. Sedangkan lama pengamatan untuk curah hujan adalah 10 tahun yaitu dari tahun 2001 sampai Perhitungan Parameter Dasar Statistik Sistem hidrologi adalah sebuah fenomena yang tidak dapat dipastikan. Banyak hal diluar perkiraan yang sering terjadi. Untuk itulah diperlukan analisa frekuensi yang dimaksudkan untuk menghitung besarnya peristiwa ekstrim yang terjadi. Namun selain perhitungan frekuensi, diperlukan juga penerapan distribusi kemungkinan sebagai pembanding. Selain itu, parameter dasar statistik (khususnya skewness dan koefisien Kurtosis) ini juga menentukan dalam pemilihan distribusi frekuensi yang akan dipakai. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 1. a. Nilai rata-rata ( Mean ) Nilai rata-rata adalah sebuah nilai yang diambil karena dianggap dapat mewakili dari beberapa nilai yang mungkin didapatkan dari data-data. Berikut adalah cara menentukan nilai rata-rata :. ( 2.3 ) (Soewarno, Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data jilid 1,Tahun1995) dimana : = nilai rata-rata Xi = nilai pengukuran dari suatu variatif n = jumlah data b. Standart Deviasi dan Varian σ ( 2.4 ) (Soewarno, Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data jilid 1,Tahun1995) v = ( σ ) 2... ( 2.5 ) dimana : σ = Standart Deviasi n = Jumlah data = Nilai rata-rata Xi = Nilai varian ke-i c. Skewness ( Kemencengan ) Skewness (kemencengan) adalah suatu nilai yang menunjukkan derajat ketidaksimetrisan (asymmetry) dari suatu bentuk distribusi. Pengukuran kemencengan adalah mengukur seberapa besar suatu kurva frekuensi dari suatu distribusi tidak simetris atau menceng. Umumnya ukuran kemencengan dinyatakan dengan besarnya koefisien kemencengan (coefficient of skewness) dan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : Untuk sampel :.. ( 2.6 ) (Soewarno, Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data jilid 1,Tahun1995) dimana : Cs = Koefisien Skewness σ = Standart deviasi = Nilai rata-rata xi = Nilai varian ke-i n = Banyaknya data d. Koefisien Kurtosis Koefisien Kurtosis digunakan untuk mengukur distribusi variable, yang merupakan puncak distribusi. Biasanya hal ini dibandingkan dengan distribusi normal yang mempunyai koefisien kurtosis.

4 5.. ( 2.7 ) (Soewarno, Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data jilid 1,Tahun1995) dimana : σ = Standart Deviasi = Nilai rata-rata n = Banyaknya data Tabel 2.1. Karakteristik Distribusi Frekwensi Jenis Distribusi Syarat Distribusi Distribusi Gumbel Cs = 1,139 dan Ck = 5,402 Distribusi Normal Cs = 0 dan Ck = 3 Distribusi Pearson Tipe III Distribusi Log Pearson Tipe III Harga Cs dan Ck fleksibel Harga Cs 0 0,9 (Sumber : Soewarno, Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data,Tahun 1995) Analisa Frekuensi dan Probabilitas Tujuan analisis frekuensi data hidrologi berkaitan dengan besaran peristiwa-peristiwa ekstrim yang berkaitan dengan frekuensi kejadiannya melalui penerapan distribusi kemungkinan. Data hidrologi yang dianalisis diasumsikan tidak bergantung (independent), dan terdistribusi secara acak. Frekuensi hujan adalah besaran kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Sebaliknya, periode ulang adalah waktu hipotetik dimana hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui. Analisis frekuensi ini didasarkan pada sifat statistik data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh probabilitas besaran hujan di masa yang akan datang dengan anggapan bahwa sifat statistik kejadian hujan di masa akan datang akan masih sama dengan sifat statistik kejadian hujan masa lalu. Dan rangkaian data hidrologi yang merupakan sistem kontinyu dapat digambarkan dalam suatu distribusi peluang. Model matematik distribusi peluang yang umum digunakan adalah metode : Distribusi Gumbel Distribusi Normal Distribusi Pearson Tipe III Distribusi Log Pearson Tipe III Besarnya tinggi hujan rencana tergantung dari besar kecilnya kegunaan bangunan, kerugian serta bahaya yang ditimbulkan oleh suatu kegagalan bangunan air. Misalnya dalam perencanaan dimensi saluran, digunakan periode ulang 25 tahun. Periode 25 tahun maksudnya adalah kemungkinan turunnya hujan sebesar 25% dalam waktu satu tahun Metode Distribusi Gumbel Untuk menghitung curah hujan dengan masa ulang tertentu. Dengan menggunakan persamaan di bawah ini maka dapat dihitung besarnya curah hujan rencana sesuai dengan periode ulangnya. Rt = + K.Sx ( 2.8 ) (Soewarno, Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data jilid 1,Tahun1995) dimana : Rt = Curah hujan dengan dengan periode ulang T tahun (mm) = Curah hujan rata-rata hasil pengamatan n tahun di lapangan ( mm ) Sx = Standart Deviasi dari hasil pengamatan selama n tahun K = Faktor probabilitas, untuk harga-harga ekstrim Dan perhitungan K dapat dinyatakan dalam persamaan berikut ini :.. ( 2.9 ) dimana : Yn = Reduced Mean yang tergantung pada jumlah sampel (n) dan besarnya dapat dilihat pada tabel 2 Sn = Reduced Standart deviation yang juga tergantung pada jumlah sampel ( n ) dan besarnya dapat dilihat pada tabel 3 Ytr = Reduced variate Dan reduced variate (Ytr) dapat dinyatakan dalam persamaan berikut ini: ( 2.10 ) dimana : Tr = Periode ulang hujan untuk curah hujan tahunan rata-rata. Tabel 2.2. Reduced Mean ( Yn )

5 6 Tabel 2.3. Reduce Standart Deviation ( Sn ) Metode Pearson Tipe III Untuk menghitung curah hujan dengan masa ulang tertentu. Dengan menggunakan persamaan di bawah ini maka dapat dihitung besarnya curah hujan rencana sesuai dengan periode ulangnya. ( 2.11 ) (Soewarno, Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data jilid 1,Tahun1995) Dimana : X = Hujan dengan masa ulang T = Curah hujan rata-rata S = Standart Deviasi K = Faktor Distribusi Pearson Tipe III Dan nilai K berbeda-beda berdasarkan peluang terjadinya hujan (periode ulang) dan koefisien Skewness (kemencengan).adapun nilai dari K dapat dilihat pada tabel 2.4 Tabel 2.4. Nilai K Distribusi Pearson Tipe III Koef Cs Distribusi Log Pearson Tipe III Distribusi Log Pearson III adalah perkembangan fungsi probabilitas yang dilakukan oleh Pearson sehingga dapat dipakai untuk hampir semua distribusi probabilitas empiris. Adapun langkah-langkah dari penggunaan distribusi Log Pearson tipe III adalah sebagai berikut : 1. Mengubah data hujan ( X ) menjadi dalam bentuk Logaritmik ( Y = Log X ) ( 2.12 ) 2. Menghitung harga hujan rata-rata. ( 2.13 ) 3. Menghitung harga standart deviasi ( 2.14 ) 4. Menghitung koeffisien kemencengan 5. Menghitung Logaritma hujan dengan periode ulang n tahun menggunakan persamaan : Yt = + K.s. ( 2.15 ) 6. Menghitung curah hujan dengan menggunakan antilog Y Dimana : X = Hujan dengan masa ulang T Y = Antilog curah hujan = Antilog curah hujan rata-rata S K = Standart Deviasi = Faktor Distribusi Log - Pearson Tipe III dan nilainya sama dengan faktor distribusi Pearson tipe III. Dapat dilihat pada tabel Uji Distribusi Analisa Frekuensi Untuk menentukan kecocokan distribusi frekuensi dengan sampel data terhadap fungsi distribusi peluang yang diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi tersebut diperlukan pengujian parameter, yaitu : 1. Uji Chi Square ( Uji Chi Kuadrat ) 2. Uji Smirnov Kolmogorov Apabila dari pengujian terhadap distribusi frekuensi bisa sesuai parameter uji keduanya maka perumusan persamaan tersebut dapat diterima. (Sumber : Soewarno,Aplikasi Metode untuk Analisa Data jilid 1,Tahun 1995) Uji Chi Square Uji Chi Square dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi peluang yang telah dipilh dapat mewakili dari distribusi statistic sampel data yang dianalisis. Pengambilan keputusan uji ini menggunakan parameter. Oleh karena itu disebut dengan uji Chi Square. Parameter dapat dihitung dengan rumus :.. ( 2.16 )

6 7 (Soewarno, Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data jilid 1,Tahun1995) Dimana : : Parameter Chi Square terhitung G : Jumlah sub kelompok Oi : Jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok ke i Ei : Jumlah nilai teoritis pada sub kelompok ke i Prosedur uji Chi Square adalah : 1. Urutkan data pengamatan ( dari besar ke kecil atau sebaliknya) 2. Kelompokkan data menjadi G sub grup, tiap tiap sub grup minimal 4 data pengamatan. Tidak ada aturan yang pasti tentang penentuan jumlah kelas (grup ), H.A Sturges pada tahun 1926 mengemukakan suatu perumusan untuk menentukan banyaknya kelas, yaitu : G = log ( n ) Dimana : G = Banyaknya kelas n = Banyaknya nilai observasi ( data ) 3. Jumlahkan data pengamatan sebesar Oi tiap - tiap sub grup 4. Jumlahkan data dari persamaan distribusi yang digunakan sebesar Ei 5. Tiap tiap sub grup dihitung nilai (Oi Ei ) 2 dan 6. Tentukan derajat kebebasan dk = G R 1 ( nilai R=2, untuk distribusi normal dan binomial; dan nilai R=1, untuk distribusi Poisson ). Interpretasi hasilnya adalah : 1. Apabila peluang lebih besar dari 5% maka persamaan distribusi teoritis yang digunakan dapat diterima. 2. Apabila peluang lebih kecil dari 1% maka persamaan distribusi teoritis yang digunakan tidak dapat diterima. 3. Apabila peluang berada diantara 1% dan 5% adalah tidak mungkin mengambil keputusan sehingga perlu penambahan data Uji Smirnov Kolmogorov Uji kecocokan Smirnov Kolmogorov, sering juga disebut uji kecocokan non parametric, karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Prosedurnya adalah sebagai berikut : 1. Mengurutkan data ( dari besar ke kecil atau sebaliknya ) dan tentukan besarnya peluang dari masing-masing data tersebut: X1 P(X1) X2 P(X2) Xn P(Xn) 2. Menentukan nilai masing-masing peluang teoritis dari hasil penggambaran data (persamaan distribusinya) ; X1 P (X1) X2 P (X2) Xn P (Xn) 3. Dari kedua nilai peluang tersebut, ditentukan nilai selisih terbesarnya antara peluang pengamatan dengan peluang teoritis D = maksimum [ P(Xm) P (Xm)] 4. Berdasarkan tabel nilai kritis (Smirnov Kolmogorov ), ditentukan nilai Do. Apabila D lebih kecil dari Do maka distribusi teoritis yang digunakan untuk menentukan persamaan distribusi dapat diterima. Apabila D lebih besar dari Do maka distribusi teoritis yang digunakan untuk menentukan persamaan distribusi tidak dapat diterima. Tabel 2.5. Nilai kritis Do untuk Uji Smirnov Kolmogorov Α N 0,20 0,10 0,05 0, N > 50 0,45 0,32 0,27 0,23 0,21 0,19 0,18 0,17 0,16 0,15 0,51 0,37 0,30 0,26 0,24 0,22 0,20 0,19 0,18 0,17 0,56 0,41 0,34 0,29 0,27 0,24 0,23 0,21 0,20 0,19 0,67 0,49 0,40 0,36 0,32 0,29 0,27 0,25 0,24 0, Perhitungan Distribusi Hujan Jamjaman Untuk perhitungan debit dengan menggunakan rumus hidrograf satuan sintesis diperlukan data hujan jam-jaman. Distribusi curah hujan jam-jaman dapat dihitung dengan rumus : Dimana :. ( 2.17 )

7 8 Rt = Rata-rata hujan pada jam ke i Ro = T = Lama waktu hujan terpusat ( jam ) t = Waktu hujan ( jam ) Untuk menghitung rata-rata curah hujan pada jam ke t menggunakan rumus :. ( 2.18 ) Dimana : Rt = Tinggi hujan pada jam ke-t ( mm ) Rt = Rata-rata tinggi hujan sampai jam ke-t ( mm ) t = Waktu hujan ( jam ) R (t-1) = Rata-rata tinggi hujan dari permulaan sampai jam ke-t ( mm ) Dalam perhitungan distribusi hujan effektif, perumusan yang digunakan adalah sebagai berikut :. ( 2.19 ) Dimana : R = Tinggi hujan effektif ( mm ) C = Koeffisien pengaliran Rt = Tinggi hujan rencana ( mm ) Koeffisien Pengaliran Koeffisien pengaliran adalah perbandingan antara air yang mengalir di permukaan tanah dengan air hujan yang jatuh, maka koeffisien pengaliran (RunOff) bergantung pada jenis permukaan tanah dan tata guna lahan daerah aliran. Untuk daerah aliran dimana penggunaannya bervariasi, maka koeffisiennya merupakan gabungan antara nilai koeffisien pengaliran. Dapat dihitung menggunakan persamaan :. ( 2.20 ) Tabel 2.6 Koeffien pengaliran lahan ( C ) Komponen lahan Koefisien C ( %) Jalan : - aspal beton bata/paving Atap Lahan berumput: - tanah berpasir, - landai (2%) curam (7%) tanah berat, - landai (2%) curam (7%) Untuk Amerika Utara, harga secara keseluruhan : Koefisien pengaliran total Lahan C (%) Daerah perdagangan - penting, padat kurang padat Area permukiman : - perumahan tunggal perumahan kopel berjauhan perumahan kopel berdekatan perumahan pinggir kota apartemen Area industri : - ringan berat Taman dan makam Taman bermain Lahan kosong/terlantar Perencanaan debit rencana Perhitungan debit rencana sangat diperlukan untuk memperkirakan besarnya debit hujan maksimum yang sanagt mungkin pada periode tertentu. Dan metode yang digunakan adalah Metode perhitungan Debit Hidrograf Metode Nakayasu. Pemilihan hidrograf ini disesuaikan dengan karakteristik daerah pengalirannya, di samping itu hidrograf satuan ini banyak digunakan dalam perhitungan banjir rencana di Indonesia. Adapun rumus yang digunakan adalah sebagai berikut : ( 2.21 ) (Hidrologi Teknik,Soemarto,Tahun 1999) Dimana : Qp : Debit puncak banjir ( m 3 /detik ) R : Hujan satuan ( mm ) A : Luas DAS ( km 2 ) Tp : Tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak banjir ( jam ) T 0,3 : Waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak menjadi 30% dari debit puncak (jam) Untuk mendapatkan Tp dan T 0,3 digunakan rumus empiris : tg = 0,4 + 0,058L tg = 0,21 x L 0,70 Tp = tg + 0,8tr T 0,3 = α.tg bila L > 15 km bila L < 15 km (HidrologiTeknik,Soemarto,Tahun1999) Dimana : L : panjang alur sungai ( km ) tg : waktu konsentrasi ( jam ) tr : satuan waktu hujan ( diambil 1 jam ) α : Koeffisien pembanding Untuk mencari besarnya koeffisien pembanding dapat digunakan : α = 1,5 untuk bagian naik hidrograf yang lambat dan bagian menurun yang cepat α = 2,0 α = 3,0 untuk daerah pengaliran biasa untuk bagian naik hidrograf yang cepat dan bagian menurun yang lambat 1. Pada kurva turun ( 0 < t< Tp ).. ( 2.22 ) Pada kurva turun ( Tp < t << Tp+T 0,3 ). ( 2.23 ) 2. Pada kurva turun (Tp+T 0,3 <t<<tp+ T 0,3 +1,5T 0,3 ). ( 2.24 ) 3. Pada kurva turun ( t > Tp+T 0,3 +1,5T 0,3 ). ( 2.25 ) (Hidrologi Teknik,Soemarto,Tahun1999)

8 9 2.2 Analisa Hidrolika Analisa Kapasitas sungai Kapasitas saluran didefinisikan sebagai debit maksimum yang mampu dilewatkan oleh setiap penampang sepanjang saluran. Kapasitas saluran ini digunakan sebagai acuan untuk menyatakan apakah debit yang direncanakan tersebut mampu ditampung saluran eksisting tanpa terjadi peluapan air. Kapasitas saluran dihitung berdasarkan rumus : ( 28 ) Dimana : Q : Debit saluran ( m 3 /detik ) n : Koeffisien kekasaran manning Besarnya nilai koeffisien kekasaran manning tergantung dari lapisan terluar dari penampang melintang sungai.jika terdapat lebih dari satu jenis lapisan, maka nilai koeffisien kekasaran yang digunakan adalah koeffisien kekasaran komposit (gabungan keduanya). Adapun rumus yang bisa digunakan :.. ( 2.27 ) R : Jari-jari hidrolik I : Kemiringan energi A : Luas penampang basah ( m 2 ) Jenis dan bentuk saluran disesuaikan dengan keadaan lingkungan setempat. Adapun bentuk dan jenis saluran yang sering dipakai : a. Saluran berbentuk segiempat dan modifikasinya b. Saluran berbentuk trapezium dan modifikasinya 3. Data aliran (debit tiap titik penampang) Dan output dari analisa program bantu Hec-Ras adalah : 1. Elevasi muka air di sepanjang aliran 2. Profil aliran yang ditinjau Dalam Hec-Ras, ada dua jenis asumsi yaitu aliran steady dan unsteady. Aliran steady adalah aliran yang kecepatan (v) tidak berubah (constant) selama selang waktu tertentu, sedangkan aliran unsteady adalah aliran yang memiliki kecepatan aliran selalu berubah selama selang waktu tertentu. Dalam Hec-Ras, ada dua jenis asumsi yaitu aliran steady dan unsteady. Aliran steady adalah aliran yang parameter aliarannya, seperti kecepatan (v) tidak berubah (constant) selama selang waktu tertentu, sedangkan aliran unsteady adalah aliran yang memiliki parameter aliran selalu berubah selama selang waktu tertentu. Prinsip dasar perhitungan yang digunakan dalam aliran steady dan aliran unsteady adalah sebagai berikut : 1. Persamaan energi Dimana : Z 1, Z 2 = Elevasi dasar saluran Y 1, Y 2 = Tinggi air dalam saluran V 1, V 2 = Kecepatan rata-rata a 1, a 2 = Koeffisien kecepatan = Kehilangan energi h e Gambar 2.2 Persamaan Energi Gambar 2.1. Kapasitas Sungai Analisa Permodelan Hec-Ras Analisa hidrolika dalam pengerjaannya dilakukan dengan program bantu Hec-Ras Hec- RAs adalah program bantu yang digunakan untuk analisa hidrolika. Program bantu ini menggunakan asumsi dua jenis aliran steady atau unsteady dan akan memberikan desain dari hasil kalkulasi analisa hidrolika tersebut. Dan data input yang harus dimasukkan untuk melakukan analisa hidrolika menggunakan program bantu HEC-RAS adalah : 1. Data geometric sungai yang ditinjau ( koordinat x, y untuk potongan memanjang, penampang melintang ) 2. Koefisien Manning

9 10 Langkah dimaksudkan menambah kapasitas sungai dengan memperdalam sungai dari kedalaman awal. Gambar 2.4 Jenis Normalisasi Sungai Gambar 2.3 Tipical Sel Finite Difference 2. Persamaan Kontinuitas Terjadi perbedaan hasil pada aliran steady dan unsteady. Jika pada aliran steady, debit yang masuk akan sama dengan debit yang keluar. Sedangkan untuk aliran unsteady, debit yang masuk akan berbeda dengan debit yang keluar 3. Persamaan Momentum Sudetan Umum Sudetan merupakan salah satu dari bentuk pengendalian sungai dan lebih khususnya yaitu pengendalian debit. Tujuan dari sudetan adalah membagi alur yang dimaksudkan untuk membagi debit banjir juga sehingga muka air sungai akan turun mengikuti debit banjir yang juga turun. Adapun langkah membuat sudetan adalah membuat alur baru yang mampu dialiri debit banjir dan alur yang lama masih tetap berfungsi sebagai mana mestinya. Berikut adalah gambar penjelasan tentang langkah-langkah pembuatan sudetan : ( Hec-Ras Reference Manual) 2.3 Langkah Pengendalian Banjir Ada beberapa langkah yang dapat dilakukan untuk pengendalian banjir (pengendalian debit). Contohnya adalah normalisasi sungai, pembuatan tanggul, sudetan (shortcut), dan waduk pengendali sungai. Dalam Tugas Akhir ini, langkah pengendalian banjir yang digunakan adalah normalisasi sungai dan pembuatan sudetan Normalisasi Sungai Umum Tujuan dari normalisasi sungai adalah memperbaiki atau menambah kapasitas penampang melintang sungai agar dapat dilewati banjir rencana secara aman sehingga tidak menimbulkan kerugian yang berarti Jenis Normalisasi Sungai Mengacu pada tujuan normalisasi sungai, berikut adalah jenis normalisasi sungai berdasarkan pekerjaan yang dilakukan : 1. Memperlebar penampang sungai Langkah ini dapat dilakukan jika daerah sekitar sungai masih memiliki lahan yang cukup. Artinya tidak mengganggu tata guna lahan yang telah ada. Misalnya pemukiman. 2. Menambah kedalaman sungai Gambar 2.5 Pekerjaan Sudetan BAB III METODOLOGI Konsep awal pada pengerjaan Tugas Akhir ini adalah memeriksa kapasitas Kali Kemuning pada kondisi eksisting, mempelajari dan memilih metode pengendalian banjir yang effektif dan sesuai dengan kondisi setempatdan memperhitungkan pengaruh pasang surut muka air laut. Untuk lebih jelasnya, berikut adalah rincian yang dilakukan pada pengerjaan Tugas Akhir ini : 3.1 SURVEY PENDAHULUAN dan STUDY LITERATUR Sebelum mengerjakan Tugas Akhir ini, dilakukan survey pendahuluan ke Kali Kemuning untuk lebih memahami dan mengetahui secara lebih nyata keadaan di lapangan sehingga dapat melihat permasalahan secara langsung. Selain survey pendahuluan, dilakukan pula study literatur. Hal ini bertujuan untuk semakin

10 11 menambah wawasan yang mungkin bisa digunakan untuk bisa memecahkan masalah yang akan mungkin ditemui dalam mengerjakan Tugas Akhir ini. 3.2 TAHAP PERSIAPAN Inventarisasi data dari instansi terkait yaitu PU Pengairan Daerah Sampang berhubungan dengan masalah penanggulangan banjir antara lain : Topografi Kali Kemuning Data topografi ini digunakan untuk mengetahui lebar dari Daerah Aliran Sungai Kali Kemuning. Tata guna lahan daerah studi Data tata guna lahan daerah studi digunakan untuk mengetahui fungsi dari daerah sekitar lahan dan kemudian akan digunakan untuk mengetahui langkah yang paling efektif dalam pengendalian banjir tersebut dan untuk menentukan nilai koeffisien pengaliran. Data Curah hujan Kali Kemuning dari beberapa stasiun hujan Data curah hujan digunakan untuk menghitung besarnya debit rencana dari Kali Kemuning. Penampang Kali Kemuning Penampang eksisting digunakan untuk mengetahui kemampuan sungai dalam menampung debit banjir (kapasitas sungai) sebelum dilakukan normalisasi. Data pasang surut Data pasang surut digunakan untuk mengetahui tinggi muka air laut saat keadaan pasang dan pengaruhnya terhadap tinggi muka air Kali Kemuning sehingga dapat diperiksa terjadi backwater atau tidak. 3.3 ANALISA HIDROLOGI Setelah data-data yang diperlukan terkumpul kemudian dilakukan analisa hidrologi untuk mendapatkan nilai debit banjir rencana yang digunakan untuk menentukan penampang yang cukup dan mampu menampung debit banjir. Di dalam analisa hidrologi terdapat beberapa perhitungan sebelum akhirnya mendapatkan nilai debit banjir rencana. Adapun langkah langkah yang ditempuh adalah sebagai berikut: Analisa curah hujan rata-rata daerah Melakukan uji distribusi dan penarikan kesimpulan Menghitung tinggi hujan rencana Menghitung debit banjir rencana berdasarkan periode ulang 25 tahun ( Q 25 ) Memasukkan data yang diperlukan untuk program bantu Hec-Ras i. Data geometric sungai untuk menggambarkan bentuk sungai ii. Data penampang melintang sungai (cross section) untuk menggambarkan elevasi dan keadaan sungai Menghitung kapasitas sungai keadaan eksisting Membandingkan kapasitas sungai dengan debit rencana Menentukan langkah yang paling effektif dalam pengendalian banjir Perhitungan ulang dimensi sungai dan sudetan setelah normalisasi jika terjadi luapan atau tidak mampu menampung debit rencana Pengecekan kondisi lapangan daerah sekitar sungai. Terjadi genangan banjir atau bebas genangan banjir Pengecekan sistem drainase daerah genangan banjir jika masih terjadi luapan sungai dan genangan banjir. Mulai 3.6 FLOW CART Pengumpulan Data Data Topografi Data Curah Hujan Data Penampang sungai Luas DAS Intensitas hujan Kapasitas alur Tidak Analisa Hidrologi Debit banjir rencana Penampang sungai mampu menampung debit banjir rencana Ya Analisa menggunakan program bantu Hec.Ras Analisa hidrolika dan analisa profil muka air alur Periksa kemampuan penampang sungai / desain sudetan Data Pasang Surut Muka air laut 3.4 ANALISA HIDROLIKA Setelah perhitungan debit banjir rencana didapatkan, maka langkah selanjutnya adalah menghitung penampang sungai yang mampu menampung debit banjir tersebut dan juga mengetahui keperluan perbaikan sungai. Adapun langkah-langkah yang ditempuh adalah sebagai berikut : Tidak Ya Lokasi sekitar sungai (daerah pengamatan) bebas banjir Cek sistem drainase di daerah genangan Ya Perbaikan sistem drainase Selesai

11 12 BAB IV ANALISA DATA 4.1 Analisa Hidrologi Perhitungan Curah Hujan rata-rata Perhitungan curah hujan rata-rata digunakan untuk mengetahui besarnya hujan harian maksimum yang terjadi pada suatu daerah.dalam perencanaantugas Akhir ini, perhitungan curah hujan rata-rata menggunakan metode Thiessen dimana cara ini menggunakan faktor pengaruh daerah yang merupakan perbandingan antara luas yang diwakili oleh luasan satu stasiun penakar dengan luas DAS keseluruhan yang merupakan factor pembobot atau disebut juga sebagai koeffisien Thiessen. Berdasarkan hasil studi sebelumnya, ada lima stasiun yang berada di sekitar DAS Kali Kemuning, yaitu stasiun Karang Penang, stasiun Omben, stasiun Kedundung, stasiun Torjun, dan stasiun Sampang. Tabel4.1 PerhitunganKoeffisienThiessen StasiunHujan Area (km 2 ) W Karang Penang 81,80 0,24 Omben 74,35 0,22 Kedungdung 135,32 0,39 Torjun 14,87 0,04 Sampang 38,66 0,11 JUMLAH 345,00 1,00 Dimana koeffisien untuk masing-masing stasiun didapatkan dari rumus Dengan Luas total DAS Kali Kemuning adalah 345 km 2. Untuk perhitungan hujan rata-rata : Misalkan perhitungan hujan pada tahun 2002, tanggal 29 Januari tercatat curah hujan pada stasiun hujan KarangPenang adalah 0mm, stasiun hujan Omben 169mm, stasiun Kedungdung 160mm, stasiun hujan Torjun 137mm dan stasiun hujan Sampang 36mm sehinggaakan didapatkan nilai hujan rata-rata pada tanggal 29 Januari 2002 adalah : = 0, , , , ,11.36 = 109,12 mm Perhitungan curah hujan seperti contoh diatas dilakukan pada tanggal tertentu dimana salah satu stasiun hujannya memiliki curah hujan tertinggi dalam setiap tahunnya dan dari perhitungan ini akan didapatkan nilai curah hujan rata-rata maksimum. Tabel 4.2.Perhitungan Curah hujan rata-rata Tahun R 1 W 1.R 1 R 2 W 2.R 2 R 3 W 3.R 3 R 4 W 4.R 4 R 5 W 5.R 5 31 Januari Nopember Desember Desember Januari Januari Pebruari Maret Apr Desember Januari Januari Desember Desember Maret Juli Juli Desember Januari Pebruari Apr Tanggal Kr.Penang Omben Curah Hujan (mm ) Kedungdung Torjun Sampang 29 Desember Pebruari Maret Maret Desember Desember Maret Maret Desember Desember Desember Maret Mei Desember Desember Desember Pebruari Pebruari Agustus Oktober Oktober Dari data perhitungan di atas, dapat disimpulkan bahwa hujan rata-rata maksimum selama 10 tahun terakhir antara tahun 2001 sampai dengan 2010 menggunakan perhitungan Thiessen Polygon adalah sebesar 109,24 mm AnalisaDistribusiFrekuensi Untuk menghitung distribusi curah hujan rencana seperti yang telah dijelaskan pada Bab II akan dilakukan perhitungan dengan dua metode yaitu Metode Distribusi Gumbel dan Metode Distribusi Log Pearson type III Metode Distribusi Gumbel Dalam metode distribusi Gumbel, sebelum akhirnya menghitung curah hujan rata-rata, dihitung dahulu parameter dasar statistika seperti nilai rata-rata, standart deviasi, kemiringan dan koeffisien kurtosis.untuk mencari nilai factor reduksi nilai ratarata dan nilai reduksi standar deviasi dapat langsung dilihat pada tabel 4.3 dan tabel 4.4 dengan melihat nilai N (jumlah data yang digunakan). R Rmax per tahun

12 13 Tabel 4.3 Reduced Mean ( Yn ) Tabel 4.4 Reduced Standart Deviation ( Sn ) Dari tabel diatas, didapatkan nilai factor reduksi nilai rata-rata sebesar 0,4952 dan nilai factor reduksi standart deviasi sebesar 0,9496 jika jumlah data ( N ) yang digunakan sebesar 10 tahun. Tabel 4.5 Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Distribusi Gumbel No. Tahun R Jumlah Data ( N ) = 10 Nilai Rata-Rata ( ) = 44,2622 Standart Deviasi = 16,7828 Reduced Mean = 0,4952 Reduced Standart Deviasi = 0,9496 Setelah didapatkan parameter dasar statistik yang diperlukan, kemudian dilakukan perhitungan curah hujan rencana dengan menggunakan metode distribusi Gumbel dengan periode ulang tertentu berdasarkan persamaan 2.8 sampai persamaan Sebagai contoh, periode ulang 10 tahun, maka : y T = - [ ln. ln(10/9) ] = 2,2504 2,2504 0,4952 K = 1,8483 0,9496 Rt = 44, , = 75,28 mm Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana untuk periode Ulang (T) dengan Metode Distribusi Gumbel Dari tabel hasil perhitungan, didapatkan curah hujan rata-rata untuk periode ulang 25 tahun (Rt) adalah sebesar 92,04mm Metode Distribusi Log Pearson Type III Dengan menggunakan persamaan 2.12 sampai dengan persamaan 2.15 pada bab II maka dapat dihitung curah hujan rencana sesuai dengan periode ulang tertentu yang telah ditentukan seperti terlihat pada tabel berikut ini : Tabel 4.7 Xr = 1,5837 S = 0,2365 Cs = 0,7 Dimana : X = Log R Xr = Rata-rata dari X Tahun Yt K Rt Perhitungan hujan rencana metode distribusi Log Pearson type III No. Tahun R X X-Xr (X-Xr) 2 (X-Xr) Untuk nilai K dapat dilihat pada tabel 2.4 pada bab II dengan menggunakan nilai Cs = 0,7 yang didapatkan dari perhitungan sehingga didapatkan nilai K untuk periode ulang 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun, 25 tahun, 50 tahun, dan 100 tahun. Tabel 4.8 Hasil perhitungan curah hujan rencana untuk periode ulang T tahun dengan metode distribusi Log-Pearson type III Periode Ulang (tahun) K Dari tabel 4.8, Xt merupakan hujan yang mungkin terjadi pada periode ulang T tahun dengan menggunakan persamaan Log-Pearson III. Contoh kesimpulan yang didapatkan dari perhitungan ini yaitu besarnya curah hujan yang mungkin terjadi dalam periode ulang 25 tahun adalah 111,94 mm. X Xt (Antilog X)

13 Uji Distribusi Analisa Frekuensi Uji Chi Square Pengambilan keputusan uji Chi-Square ini menggunakan parameter X 2. Berikut adalah prosedur uji Chi-Square : 1. Mengurutkan data pengamatan dari besar ke kecil. 2. Mengelompokkan data menjadi G subgroup. Tiap subgroup minimal 4 data pengamatan. Sedangkan banyak kelas ditentukan oleh persamaan berikut : G = 1 + 3,322 log 10 = 4,322 ~ 4 3. Menentukan derajat kebebasan dk = G R 1,dimana nilai R=2 untuk distribusi log = = 1 normal Dengan derajat kepercayaan α = 5% dan dk = 1, maka diperoleh χkr = 3,841 berdasarkan tabel presentasi distribusi Chi-Square. Dari hasil perhitungan jumlah kelas distribusi (G) = 4 sub kelompok dengan interval peluang (P) = 0,25 maka besarnya peluang untuk setiap grup adalah : Sub grup 1 : P < 0,25 Sub grup 2 : 0,25 < P < 0,50 Sub grup 3 : 0,50 < P < 0,75 Sub grup 4 : P > 0, Uji Distribusi Analisa Frekuensi metode distribusi Gumbel Persamaan dasar yang digunakan dalam metode distribusi Gumbel adalah : Rt = + K.Sd Dari hasil perhitungan sebelumnya pada tabel 4.7 didapatkan : = 44,2622 S = 16,7828 Untuk harga k dapat dilihat pada tabel variable reduksi Gumbel dibawah ini : Tabel 4.9 Variasi Reduksi Gumbel Berdasarkan persamaan garis lurus : Rt = 44, K.(16,7828), maka Untuk P = 0,75 Rt = 44, ,240.16,7828 = 65,07 Untuk P = 0,50 Rt = 44, ,366.16,7828 = 50,40 Untuk P = 0,25 Rt = 44, (-0,326).16,7828 = 38,79 Sehingga, Sub grup 1 : Rt < 38,79 Sub grup 2 : 38,79 < Rt < 50,40 Sub grup 3 : 50,40 < Rt < 65,07 Sub grup 4 : Rt > 65,07 Selanjutnya dapat dilakukan perhitungan Chi-Square seperti yang sudah dijelaskan pada Bab II. Tabel 4.10 Perhitungan Chi-Square untuk metode distribusi Gumbel No. Nilai Batasan sub Jumlah Data (Oi-Ei) 2 (Oi-Ei) 2 grup Oi Ei Ei 1 Rt < 38, ,79 < Rt < 50, ,40 < Rt < 65, Rt > 65, Total Dari tabel diatas dapat disimpulkan : χkr = 3,841 χ 2 = 6,8 χkr < χ 2 tidak dapat diterima maka persamaan metode distribusi Gumbel yang diperoleh tidak dapat diterima untuk menghitung distribusi hujan peluang curah hujan rencana dalam penyusunan perencanaan pengendalian banjir Kali Kemuning ini Uji Distribusi Analisa Frekuensi metode distribusi Log Pearson type III Persamaan dasar yang digunakan dalam distribusi Log Pearson type III adalah: X = X + K. Sd ( pers.2.12 bab II ) metode Dari hasil perhitungan sebelumnya pada tabel 4.7 didapat hasil sebagai berikut : Tabel 4.11 Variabel Reduksi Gauss (Sumber:Suwarno, Hidrologi Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data,jilid 1, hal 124)

14 15 (Sumber:Suwarno, Hidrologi Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data, jilid 1, hal 119) Berdasarkan persamaan garis lurus : X = 1, K. ( 0,2365 ) Untuk P = 0,75 X = 1, (-0,67).0,2365 = 1,43 Untuk P = 0,50 X = 1, ( 0 ).0,2365 = 1,58 Untuk P = 0,25 X = 1, (0,67).0,2365 = 1,74 Sehingga, Sub grup 1 : Rt < 1,43 Sub grup 2 : 1,43 < Rt < 1,58 Sub grup 3 : 1,58 < Rt < 1,74 Sub grup 4 : Rt > 1,74 Selanjutnya dapat dilakukan perhitungan Chi-Square seperti yang sudah dijelaskan pada Bab II. Tabel 4.12 Perhitungan Chi-Square untuk metode distribusi Log Pearson type III No. Nilai Batasan sub grup Jumlah Data (Oi-Ei) 2 (Oi-Ei) 2 Oi Ei Ei 1 Rt < 1, ,42 < Rt < 1, ,58 < Rt < 1, Rt > 1, Total Dari tabel diatas dapat disimpulkan : χkr = 3,841 χ 2 = 1,2 χkr > χ 2 diterima maka persamaan metode distribusi Log Pearson type III yang diperoleh dapat digunakan untuk menghitung distribusi hujan peluang curah hujan rencana dalam penyusunan perencanaan pengendalian banjir Kali Kemuning ini Smirnov Kolmogorov Uji ini digunakan untuk menguji simpangan horisontal yaitu selisih / simpangan maksimum antara distribusi teoritis dan empiris (D maks). Tabel 4.13 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov m X P(x) P(x<) f(t) P'(x) P'(x<) D Dengan : Jumlah Data = 10 Nilai rata-rata = 44,2622 Standart Deviasi = 16,7828 Dmax = 0,09 Do = 0,41 Karena dari hasil perhitungan didapatkan nilai Do > Dmax, dengan nilai Do = 0,41 dan nilai Dmax = 0,09, sehingga distribusi yang diperoleh dapat diterima untuk menghitung distribusi peluang curah hujan rencana dalam penyusunan Tugas Akhir Perencanaan pengendalian banjir Kali Kemuning Kesimpulan Analisa Frekuensi Kesimpulan yang diperoleh dari hasil Uji Kecocokan Chi Square dan Smirnov Kolmogorov untuk menentukan persamaan distribusi yang dipakai dalam perhitungan selanjutnya (debit banjir rencana) adalah menggunakan metode Log Pearson Type III karena hanya metode ini yang memenuhi uji kecocokan. Tabel 4.14 Kesimpulan Hasil Distribusi Persamaan Distribusi Perhitungan Curah Hujan effektif Periode Ulang Indonesia merupakan negara dengan iklim tropis yang terdiri dari dua musim yaitu musim kemarau dan musim penghujan. Distribusi hujan yang sering terjadi di Indonesia denga hujan terpusat 5 jam dan koefisien pengaliran sebesar 0,35 berdasarkan hasil perhitungan menggunakan bantuan peta tata guna lahan Daerah Aliran Sungai Kali Kemuning. Perhitungan rata rata hujan (Rt) sampai jam ke t adalah: Rt Chi Square 2 / 3 R = 0, / 3 xr R24 5 Rt 2 = 0, 368xR / 3 Uji Kecocokan R24 5 Rt 3 = 0, 281xR / 3 R24 5 Rt 4 = 0, 232xR 5 4 Smirnov-Kolmogorov X 2 Nilai Xh 2 Dmaks Nilai Do Gumbel 6,8 > 3,841 Not OK Log Pearson III 1,2 < 3,841 OK 0,09 < 0,41 OK

15 16 2 / 3 R24 5 Rt 5 = 5 5 0, 200xR24 Perhitungan distribusi tinggi hujan (RT) pada jam ke t: RT 1 = 1 x R 1 = 0,585 x R 24 RT 2 = 2 x R 2 1 x R 1 = 0,151 x R 24 RT 3 = 3 x R 3 2 x R 2 = 0,107 x R 24 RT 4 = 4 x R 4 3 x R 3 = 0,085 x R 24 RT 5 = 5 x R 5 4 x R 4 = 0,072 x R 24 Perhitungan distribusi hujan efektif (Re) pada jam ke t: dengan nilai C = 0,35 (berdasarkan perhitungan koeffisien pengaliran) Re 1 = RT 1 x C Re 2 = RT 2 x C Re 3 = RT 3 x C Re 4 = RT 4 x C Re 5 = RT 5 x C Perhitungan Koeffisien Pengaliran (C) Dari data tata guna lahan, didapatkan luas dari masing-masing kegunaan lahan. Berikut adalah tabel dan perhitungan nilai koeffisien pengaliran : Tata Guna Lahan Luas Area Nilai Koeffisien Pengaliran ( C ) Kebun Sawah Irigasi Semak Sawah Hujan Ladang Danau Sungai Pemukiman C gabungan 0.35 Perhitungan distribusi tinggi hujan efektif periode ulang 25 tahun ditabelkan dalam tabel 4.15 dan tabel 4.16 sebagai berikut: Tabel 4.15 Perhitungan Distribusi Tinggi Hujan Periode Ulang 25 Tahun Gambar 4.1 Tata Guna Lahan Daerah Aliran Sungai (DAS) Kali Kemuning Luas Area (km2) pemukiman kebun TATA GUNA LAHAN DAS KEMUNING Sawh Irigasi Semak Sawah hujan Tata Guna Lahan Gambar 4.2 Luas tata guna lahan DAS Kali Kemuning dengan outlet stasiun AWLR Pangilen Gambar 4.3 Prosentase luas tata guna lahan DAS Kali Kemuning dengan outlet stasiun AWLR Pangilen ladang danau sungai Tabel 4.16 Jam ke- Perhitungan Distribusi Tinggi Hujan Efektif Periode Ulang 25 Tahun Periode Ulang 25 Tahun Koeffisien Rt C Rmax Rt Re Perhitungan Distribusi Hujan dari hasil tabel 4.16 nantinya akan dipakai untuk perhitungan debit hidrograf satuan Nakayasu Perhitungan Hidrograf Banjir Untuk membuat hidrograf banjir pada sungai - sungai yang tidak ada atau sedikit sekali dilakukan observasi hidrograf banjirnya, maka perlu dicari karakteristik atau parameter daerah pengaliran tersebut terlebih dahulu, misalnya waktu untuk mencapai puncak hidrograf, lebar dasar saluran, luas, kemiringan saluran, panjang alur terpanjang, koefisien limpasan, dan sebagainya Dalam perhitungan hidrograf satuan spillway pada bendungan Tugu ini digunakan metode hidrograf satuan sintetik, yaitu: hidrograf satuan Nakayasu.

16 17 Parameter hidrograf: (lihat persamaan 2.21 sampai 2.25 pada bab II) A = 345 km 2 L = 60,97 km = 1 mm R 0 tr tg Tp α T 0,3 Q p = 1 jam = 0,4 + 0,058 x L = 0,4 + 0,058 x 60,97 = 3,9363 jam = tg + (0,8 x tr) = 3, (0,8 x 1) = 4,7363 jam = 3 (untuk bagian naik hidrograf yang cepat dan bagian menurun yang lambat) = α x tg = 3 x 3,9363 = 11,8089 jam AxR = 3,6 x (0,3.T 345x1 = 3,6 x (0,3.4, ,8089) =7,24m 3 / dt 0 p T 0,3 ) Tabel 4.20 Ordinat hidrograf untuk waktu turun ( t > 34,26 ) Ordinat hidrograf dihitung pada tabel 4.17 s/d tabel 4.20: Tabel 4.17 Ordinat hidrograf untuk waktu naik (0 < t < 4,74) Tabel 4.18 Ordinat hidrograf untuk waktu turun (4,74 < t < 16,55) Tabel 4.19 Ordinat hidrograf untuk waktu turun (16,55< t<34,26) Perhitungan Debit Perhitungan hidrograf debit banjir periode ulang 25 tahun dengan metode Nakayasu, ditabelkan dalam tabel 4.21: Debit akibat hujan netto (m 3 /dt) t Debit Jam ke-1 Jam ke-2 Jam ke-3 Jam ke-4 Jam ke-5 Debit Banjir (jam) (m 3 /dt) (m 3 /dt)

17 Q (m 3 /detik ) Gambar 4.4 Hidrograf Nakayasu t (jam) Hidrograf Nakayasu dengan periode ulang hujan 25 tahun 4.2 Analisa Hidrolika Analisa Kapasitas Sungai Perhitungan Kapasitas sungai dilakukan untuk mengetahui kondisi penampang sungai di lapangan (eksisting). Peninjauan kapasitas sungai dilakukan pasa saat air tepat akan meluap (full bank capacity) dengan memperhatikan tinggi tanggul kanan ataupun tinggi tanggul kiri terendah. Adapun contoh perhitungan kapasitas sungai saat full bank capacity Kali Kemuning, dapat dilihat pada contoh perhitungan sebagai berikut : Gambar 4.5 Penampang melintang Kali Kemuning section 23 Luas penampang I = = 0,745 m 2 Luas Penampang II = = 5,396 m 2 Luas Penampang III = = 52,344 m 2 Luas Penampang total = A I + A II + A III = 58,485 m 2 Keliling Penampang I = 7,00+1,78 = 8,78 m Keliling Penampang II = 0,52+5,25 = 5,77 m Keliling Penampang III = 3,61+3,65 = 7,26 m Keliling Penampang total = P I + P II + P III = 21,81 m Jari-Jari Hidrolis = = 2,68 Kemiringan = 0,0023 Kekasaran Manning = 0,03 Kapasitas Sungai = = 178,83 m 3 /detik Setelah didapatkan nilai dari kapasitas sungai, kemudian nilai tersebut dibandingkan dengan debit yang terjadi akibat hujan (317,268 m 3 /detik) dan penampang melintang 23 Kali Kemuning tidak mampu menampung debit yang terjadi sehingga terjadi luberan pada section tersebut. Untuk lebih jelasnya, berikut adalah tabel perhitungan kapasitas sungai Kali Kemuning : No. Stasiun A P R i Kapasitas Sungai Keterangan Meluber Aman Meluber Aman Meluber Meluber Aman Aman Meluber Aman Meluber Meluber Meluber Meluber Meluber Meluber Aman Meluber Aman Aman Meluber Meluber Meluber Meluber Aman Meluber Aman Meluber Meluber Meluber Meluber Meluber Meluber Meluber Aman Aman Meluber Meluber Meluber Meluber Meluber Meluber Aman Aman Aman Aman Meluber Meluber Meluber Meluber Meluber